土力学与基础工程作业2016

土力学与基础工程作业2015-2016学年度第一学期一、选择题1.对土骨架产生浮力作用的水是（A）(A)重力水(B) 毛细水 (C) 强结合水(D)弱结合水2.土粒大小及级配，通常用颗粒级配曲线表示，土的颗粒级配曲线越平缓，则表示（C）。

(A)土粒大小均匀，级配良好；(B) 土粒大小不均匀，级配不良；(C) 土粒大小不均匀，级配良好。

3.毛细水上升高度决定于土粒粒度，下列哪种土毛细水上升高度最大（B ）。

(A)粘性土； (B)粉土； (C)砂土。

4有一非饱和土样，在荷载作用下，饱和度由80%增加至95%。

试问土样的重度γ和含水率怎样改变？( A)(A)γ增加，减小 (B) γ不变，不变(C)γ增加，增加5.土的液限是指土进入流动状态时的含水率，下述说法哪种是对的？( C)(A)天然土的含水率最大不超过液限(B) 液限一定是天然土的饱和含水率(C)天然土的含水率可以超过液限，所以液限不一定是天然土的饱和含水率6. 粘性土的塑性指数越大，表示土的（C ）。

(A)含水量w越大； (B)粘粒含量越高； (C) 粉粒含量越高； (D) 塑限Wp越高。

7.下列哪一种土样更容易发生流砂？（B ）A.砂砾或粗砂B.细砂或粉砂C.粉质黏土D.黏土8. 下列因素中，与无粘性土的土坡稳定性相关的因素是（D ）(A)滑动圆弧的圆心位置 (B)滑动圆弧的半径(C)土坡的高度（D）土坡的坡角9．评价地基土压缩性高低的指标是（A）(A)压缩系数；(B)固节系数；(C)沉降影响系数； (D)参透系数10．所谓临界荷载，就是指：（ C ）（A）地基持力层将出现塑性区的荷载；（B）地基持力层中出现连续滑动面时的荷载；（C）地基持力层中出现某一允许大小塑性区时的荷载二、简答题1.土是由哪几个部分组成的？各相变化对土的性质有什么影响？答：土是由固体矿物、液体水和气体三部分组成的三相系。

固相物质分无机矿物颗粒和有机质，构成土的骨架，骨架之间贯穿着大量孔隙，孔隙中充填着液相的水和空气。

土的三相组成的比例，不是固定的。

它随着环境的变化，将产生相应的变化，对土的力学性能有很大影响。

由于空气易被压缩，水能从土中流出或流进。

当土只是由土粒和空气，或是土粒和水组成二相体系时，前者为干土，后者为饱和土。

2.计算自重应力时，为什么地下水位以下要用浮重度？答：通常认为地下水位以下的砂性土是应该考虑浮力作用的，采用土的浮重y’来计算自重应力。

而粘性土地基需要结合粘性土的稠度状态来确定，当It ≤0，即位于地下水位以下的土为坚硬粘土时，土体中只存在强结合水，不能传递静水压力，故认为土体不受水的浮力作用，采用土的饱和重度，来计算自重应力；当It≥1，即位于地下水位以下的土为流动状态时，土颗粒之间存在大量自由水，能够传递静水压力，故认为土体受到水的浮力作用，采用土的浮重度y’来计算自重应力；当0<It<1,即位于地下水位以下的土为塑性状态时，土体是否受到水的浮力作用比较难确定，在实践中一般按不利情况考虑。

3.地基破坏类型有几种？答：（1）整体剪切破坏。

整体剪切破坏的三角压密区，随着荷载的增加，基础下塑性区发展到地面形成连续滑动面，两侧挤出并隆起，有明显的两个拐点，如浅基下密实硬土地基的过载。

（2）局部剪切破坏。

局部剪切破坏的基础下塑性区只发展到地基某一范围，滑动面不延伸到地面，基础两侧地面微微隆起，没有出现明显的裂缝，如中等密实砂土的过载。

（3）冲剪破坏（又称刺入剪切破坏）。

冲剪破坏（刺入剪切）的基础下土层发生严重压缩变形，基础下沉，当荷载继续增加，土体发生竖向剪切破坏，而周围土体并不随之变形破坏，如预制桩基础的地基破坏。

4.何谓深基础？深基础有哪些类型？答：何谓深基础就是埋深较大的基础，一般埋深大于5m。

以下部坚实土层或岩层作为持力层的基础，其作用是把所承受的荷载相对集中地传递到地基的深层，而不像浅基础那样，是通过基础底面把所承受的荷载扩散分布于地基的浅层。

深基础类型包括：桩基础、墩基础、沉井和沉箱基础、地下连续墙深基础。

三、论述题1、何谓换土垫层法？砂石垫层的作用主要体现在哪些方面？答：换填垫层法定义：当建筑物基础下的持力层比较软弱，不能满足上部荷载对地基的要求时，常采用换填土垫层来处理软弱地基。

即将基础以下一定深度、宽度范围内的软土层挖去，然后回填强度较大的砂、石或灰土等，并分层夯实至设计要求的密实程度，作为地基的持力层。

换土回填法按其材料分为砂地基、砂石地基、灰土地基等。

换填法适于浅层地基处理，处理深度可达2～3m，在饱和软土上换填砂垫层时，砂垫层具有提高地基承载力，减小沉降量，防止冻胀和加速软土排水固结的作用。

具体表现为：（1）置换作用（2）应力扩散作用（3）加速固结作用（4）防止冻胀（5）均匀地基反力与沉降作用2影响土的抗剪强度的因素有哪些？答：土的抗剪力受多种因素的影响：首先，决定土的基本性质，即土的组成、土的状态和土的结构，这些性质又与它形成的环境和应力历史等因素有关；其次，还决定于他当前所受的应力状态；再次，土的抗剪强度主要依靠室内实验和野外现场原位测试确定，实验中仪器的种类和实验方法对确定土的强度值有很大的影响。

3、桩有哪些分类，常用桩的特点和适用性如何。

答：按桩的分力分类：a.端承桩：荷载仅依靠桩端支承力来承担，而不考虑桩侧摩擦力的作用(图，多采用此类桩。

b.摩擦桩：荷载主要依靠桩身摩擦力来承受，有时桩端也起一定的支承作用(图，端部坚硬土层埋藏深度较深时采用此类桩。

按桩身材料分：a.木桩：适宜于常年在地下水位以下的地基，木材多用衫木、松木和橡木，桩长一般为4m～10m，直径18cm～26cm，在干湿交替的环境下极易腐烂。

b.钢筋混凝土桩：可以预制，也可以灌注现浇，桩长和截面尺寸可以任意选择，承载力高，耐久性好，工程中被普遍采用。

c.钢桩：可以采用各种型钢，承载力很高，吊装，运输都较方便，但耗钢材多，造价高，目前只在重点工程中采用。

按承台位置的高、低分：a.高承台桩基：承台高于地表，它的受力和变形不同于低承台桩基，一般应用在桥梁，码头。

b.低承台桩基：承台低于地表，由于受到土侧向的约束，桩的纵向挠曲和桩顶侧向位移忽略不计，多应用于房屋建筑工程中。

按施工方法分：a.预制桩：在工厂或现场制作成桩后，用锤击，振动打入，静力压入等送入土中。

钢筋混凝土桩，钢桩，木桩等均属于预制桩。

其优点是质量易保证，速度快，制作方便，缺点是存储，吊装，运输不便。

b.现浇灌注桩由于成孔方式不同又可分为：沉管灌注桩、钻孔(冲孔)灌注桩、钻扩(爆扩)灌注桩、人工挖孔灌注桩适宜于无水或少水的较密实的各类土层中，桩的直径不宜小于1.4m，孔深不宜超过20m。

人工挖孔灌注桩的施工工序为：开挖桩孔，护壁支撑，排水，吊装钢筋笼及灌注桩身混凝土。

如按桩功能分：受压桩，抗拔桩，锚桩，护坡桩等。

如按成桩方式分：挤土桩，部分挤土桩，非挤土桩等。

4.、何谓基底压力？其分布性状与哪些因素有关？答：建筑物上部结构荷载和基础自重通过基础传递给地基，作用于基础底面传至地基的单位面积压力，又称接触压力。

基底压力分布形状与基础刚度有关（1）关于柔性基础概念：在垂直荷载作用下基础本身无抵抗弯曲变形的能力.特点：基础随地基一起变形接触应力为均匀分布。

（2）关于刚性基础概念：特点：基础本身无变形（无挠曲）基底压力分布图形为非均布。

四、 计算题1、 某工程地基勘察中，由原状土试验测得，土的天然密度为，土颗粒比重ds=2.7，天然含水量W=18.0%，求该土的e ，n ，Sr ，，，，解：从已知条件可得：e=[d s (1+w)]/p-1= [2.7(1+0.18)]/1.8%-1=0.77n=e/(1+e)=0.77/(1+0.77) =0.435Sr=w*d s /e=18%*2.7/0.77=0.631=m d /v d =1.525g/cm 3=p*g/(1+w)=1.8*9.8/(1+1.8%)=14.945kn/m 3=1.96 g/cm 3 =*9.8=19.208 kn/m 32、某挡土墙高H=5m,墙后款款分两层，第一层为砂土，=17kN/m³，厚度为2m 。

其下为粘性土，=19kN/m³，若填土水平，墙背垂直且光滑，求作用在墙背上的主动土压力和分布。

解：3、某饱和粘土，已知其有效应力强度指标C '=0，028='ϕ，孔隙水压力系数A=0.8，如将该土样在各向等压3σ=50kPa 下固结稳定，然后在不排水条件下施加偏应力31σσ-=46kPa ，问该土样是否被剪坏？解：4、某挡土墙高8 m ，墙后填土为两层，其物理力学性质指标如图所示，试用朗肯理论计算作用在墙背主动土压力的分布、大小及其作用点。

解:因墙背竖直、光滑，填土面水平，符合朗肯土压力条件，故有：Κa1=tan 2(45。

-Φ12 )=tan 2(45。

-20。

/2)=0.490Κa2=tan 2(45。

-Φ22 )= tan 2(45。

-18。

/2)=0.568 计算第一层填土的土压力强度:σa0=γ1h 0Κa1=0σa1=γ1h 1Κa1=20×3×0.49=29.3kPa第二层：填土顶面和底面的土压力强度分别为： σa1=γ1h 1Κa2-2C 2=20×3×0.568-2×15×=11.47 kPaσa2=（γ1h 1+γ2h 2）Κa2-2C 2 =（20×3+18×5）×0.568-2×15×=62.59 kPa临界深度0Z 的计算：由σa1=γ1h 1Κa2-2C 2=0 得Z 0=0墙后总侧压力为： E=12 ×29.3×3+11.47×5+12 (62.59-11.47) ×5=43.95+57.35+127.8=229.1其作用点距离墙踵的距离x 为：X=1229.1 [43.95×(3+33 )+57.35×52 +127.8×53 ]=2.33。